Měření

Před započetím vlastního měření bylo zapotřebí nainstalovat potřebné programy (NRP Power Viewer a NRPV Virtual Power Meter), pro zpracování dat z výkonového senzoru NRP-Z21. Dalším krokem bylo spojení všech částí do celku, pomocí kterého již lze realizovat měření. Propojení bylo realizováno pomocí 50 Ω koaxiálních kabelů. Těmito kabely byly spojeny nejprve anténa s pásmovou propustí, další kabel propojoval filtr s výkonovým senzorem. Posledním krokem zapojování bylo připojení výkonového detektoru k PC, které bylo realizováno pomocí NRP-Z4 pasivního USB adaptéru.

Vlastní měření nejprve proběhlo pomocí programu NRP Power Viewer. Měření probíhalo ve dvou krocích a to při vypnutém a zapnutém radiomikrofonu. Když byl radiomikrofon ve vypnutém stavu, byl naměřen výkon okolního šumu kolísající od -53,3 dB do -59,6 dB.

Zapnutím radiomikrofonu, nastavením frekvenčního pásma f1 a zvolením výkonové úrovně MID se okamžitě projevilo v hodnotách měřeného výhonu a to tak, že se zvýšily o cca 15dB, tudíž se pohybovaly v rozsahu od -38 dB do -41 dB. Tímto způsobem byla jednoduše ověřena funkčnost vysílaní tohoto bezdrátového odposlechu.

Software NRPV Virtual Power Meter umožňuje zobrazovat detekovaný výkon v čase.

Funkce zobrazení výkonu v čase umožňuje nespojitost vysílání, která je typickým jevem většiny digitálních vysílačů.

Po rozběhnutí softwaru bylo zpuštěno okno TRACE Windows, které umožňuje výše zmíněné zobrazení. Bylo provedeno nastavení zobrazení, jako nastavení zobrazovaných os a byl zapnut režim free run. Na display byla vykreslována časová závislost okolního šumu potlačovaného pásmovou propustí a hodnoty šumu se pohybovaly v rozmezí přibližně od -50 dB do -60 dB. Zapnutí štěnice bylo provázeno posunem signálové křivky směrem vzhůru a její zvlnění se pohybovalo v okolí -40 dB.

UTB ve Zlíně, Fakulta aplikované informatiky, 2012 43

Bohužel bylo z průběhu signálu zjištěno, že digitální mikrofon vysílá spojitě. Tudíž pomocí funkce SINGLE bylo možné detekovat pouze zapnutí radiomikrofonu, funkce SINGLE je funkcí provádějící zastavení obrazu po překročení nastavené hodnoty výkonu. Na display zůstane zobrazena část signálu od spuštění funkce až do konce časové osy. Při detekci ND-N2 je tedy vidět pouze nárůst výkonu z hodnoty šumu a potom už žádná změna.

Nespojité vysílání bylo ovšem zjištěno u dálkového ovladače tohoto radiomikrofonu. Který se tím pádem stal vhodným kandidátem pro toto měření. Nastavení proběhlo výběrem funkce SINGLE, dále položky SHOW LEVEL a zpuštěním pomocí 1 TRIG.

obr. 31: Nespojité vysílání ovladače radiomikrofonu

Graf průběhu vysílání v čase zobrazuje pulzní vysílání ovladače, na kterém je patrný detekovaný výkon na hodnotě -26 dB a šum při odmlčení vysílání. Rovněž je na grafu viditelná zvýrazněná přímka na hodnotě -40 dB po jejímž překročení se zpustí měření.

7.2 Detekce provozu pomocí funkce Zero Span

7.2.1 Použité přístroje

Pro měření byly použity přístroje R&S®FS300 spectrum analyzer a agilent 33220A generátor.

R&S®FS300 spectrum analyzer je velice přesný spektrální analyzér nabízející vysokou kvalitou měření. Nabízí pracovní rozsah 9 kHz až 3 GHz, je schopen pracovat s maximální

vstupní úrovní signálu 33 dBm. Umožňuje měřit přijímané signály s rozlišením na 1Hz díky vestavěnému čítači.

Agilent 33220A je generátor funkcí pracující v rozsahu 1 mHz až 20 MHz. Generátor je schopen vytvářet standardní tvary signálů jako je sinusoida, obdélník, rampa, trojúhelník, impulz s proměnnými hranami a šum. Mimo vytváření standardních tvarů signálu umožňuje ještě modulace a to AM, FM, PM, FSK a PWM, lineární a logaritmické rozmítání. Výška amplitudy těchto signálů je nastavitelná až do víšky 10V.

7.2.2 Měření

Zero Span je funkce, kterou je vybaven spektrální analyzátor FS300. Funkce umožňuje zobrazení časové charakteristiky amplitudy na vybrané frekvenci v nulovém rozsahu.

Před započetím měření obálky signálu v časové oblasti je nejprve zapotřebí provést zapojení a nastavení použitých přístrojů. Propojení bylo realizováno stíněným kabelem zakončeným cinch konektory, které se pomocí přechodek připojily na výstup generátoru a vstup analyzátoru.

FS300 se nastavoval v menu FREQ/SPAN hodnota z funkční oblasti SPAN na 0 Hz. Menu BW/SWEP bylo nastaveno RBW na rozdílu START a STOP což v tomto případě bylo na 1 MHz.

Signální generátor Agilent 33220A byl nastaven na spojitý sinusový signál, následně mu byla nastavena frekvence 10 MHz. Pro tento signál byla nastavena amplitudová modulace s modulační frekvencí 10 Hz. Hloubka modulace byla nastavena na 100%, jako modulační byl vybrán obdélníkový signál. Posledním krokem bylo nastavení výšky amplitudy, která byla zvolena na 1V.

UTB ve Zlíně, Fakulta aplikované informatiky, 2012 45

obr. 32: Obálka signálu z generátoru

Graf zobrazuje průběh obálky signálu v čase. Časová osa se skládá z dílků po 20 ms, díky tomu je vidět šířka jednoho pulzu 100 ms, která odpovídá modulační frekvenci 10 Hz.

7.2.3 Srovnání výsledků metod

Porovnat oba způsoby detekce obálky signálu je v tomto případě velmi komplikované, jednak z důvodu, že pro obě měření nebyl použit stejný vstupní signál, ale také tento signál nebyl přenášen stejnou přenosovou cestou.

Zajímavým zjištěním po provedení obou měření byl fakt, že i když u metody s výkonovým detektorem byla část přenosové cesty signálu realizována vzduchem, byla hodnota šumu na nižší úrovni, než v případě použití stíněného kabelu u metody se spektrálním analyzátorem.

To ovšem nenaznačuje nic o kvalitě této metody. Vyšší úroveň šumu byla pravděpodobně zapříčiněna nedokonalostí generátoru funkcí.

ZÁVĚR

Teoretická část práce shrnula dostatek poznatků na to, aby se mohla stát stručným průvodcem pro neznalou osobu plánující udělat prohlídku prostor, u kterých bylo podezření na nasazení odposlechové techniky. Práce se totiž věnovala jak bezdrátové odposlechové technice, tak i metodám a prostředkům používaným pro její odhalování.

Praktická část se zabývala výběrem vhodných mikropáskových filtrů, jejich návrhem a odladěním. Podle přenosových vlastností a složitosti posunu frekvenčního pásma byly vybrány vhodné mikropáskové propusti pro výrobu. Výroba byla započata s filtry typu Combline a realizace proběhla dvěma způsoby. Nejprve ručním nakreslením nelineárního vedení na zvolený matriál a následným vyleptáním. Druhým způsobem bylo použití světlocitlivé vrstvy a její vyvolání. Tato metoda byla použita proto, že při ručním kreslení došlo k nepřesnostem, které zvyšovaly útlum v propouštěném pásmu filtru.

Poslední částí práce se zabývala provedením detekce digitálního radiomikrofonu pomocí detektoru výkonu a porovnání výsledků měření s funkcí Zero Span u spektrálního analyzátoru. Detekce vysílání proběhla odpovídajícím způsobem a bylo odhaleno vysílání.

Obě metody určené pro zobrazování výkonu v čase jsou na srovnatelné kvalitativní úrovni.

Pouze spektrální analyzátor neměl dostatečný výkon pro zobrazování obálky vysílání s vysokou modulační frekvencí.

Použití této metody samostatně je nepraktické. Protože detektor výkonu nebo spektrální analyzátor s funkcí Zero Span je schopen zobrazit pouze signály s nejvyšším výkonem.

Z toho důvodu je nutné vstup opatřit frekvenčně nastavitelnou pásmovou propustí, pomocí níž by bylo možné postupně prověřit celé frekvenční spektrum.

Za předpokladu, že by se tato metoda použila společně se spektrální analýzou, může být velkým pomocníkem při odhalování totožnosti neznámých signálů.

UTB ve Zlíně, Fakulta aplikované informatiky, 2012 47

ZÁVĚR V ANGLIČTINĚ

Theory part of thesis summarized enough information to be brief guide for rookie in this area. He could use it for detect listening devices in suspect areas. Thesis was dedicated to wireless listening devices, methods and resources which can be used for their detection.

Practical part discusses right choice for suitable microstripe filters, their design and settings. Bandwidth properties and complexity of frequency band shift was main parameters which affected choices of microstripe filters for manufacturing. Production was begun with Combline filters and realization was made by two ways. First one was hand draw nonlinear conduct for selected material and successively etching. Second way was created photosensitive layer and its induction. This method was used, because by hand there was some inaccuracy, which caused attenuation in permeable band of filter.

Final part was about detection of digital radio microphone with power detector and by compare with measurement result made by spectral analyzer with Zero Span function. Both methods are intended for display signal power changes in time and by both of them are given comparable quality. Only spectral analyzer does not have enough performance to display envelope of broadcast with high modulation frequency.

Using only this method is not practical, because power detector or spectral analyzer with Zero Span function is able to display only signal with the strongest performance. It is necessary to tweak input with settable band pass, to scan whole frequency spectrum.

This method and spectral analysis can be very useful to detect unknown signals.

SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY

[1] ŽALUD, V. Moderní radioelektronika. 1. vyd. Praha: BEN, 2000. 653 stran.

ISBN 80-86056-47-3.

[2] HONG, J., G. – LANGCASTER, M., J. Microstrip filters for RF/MW applications. 1. vyd.

New York: Willey & Sons, 2001. ISBN 978-0-471-38877-7.

[3] DOSTÁL, T. Elektrické filtry. 2. vyd. Brno: PC-Dir, 1999. 96 stran. ISBN 80-214-0877-4.

[4] PALOUŠEK, T. Návrh a realizace mikrovlnných filtrů. Diplomová právce. VUT FEKT UREL Brno , 2002. 65 stran. Vedoucí Ing. Stanislav Goňa.

[5] Shottkyho diody řady HSMS-282x - datasheet. Agilent. Dostupné z www.agilent.com.

[6] Měřič výkonu NRP – uživatelský manuál. Mnichov. Rohde-Schwarz. Dostupné z www.rohde-schwarz.com.

[7] Odhalování skrytých odposlechových prostředků pro hlasovou komunikaci. zlín, 22.5.2009. Diplomová práce. UTB ve Zlíně, Fakulta aplikované informatiky.

[8] Zabezpečení objektů - systém PROFi. Jablotron [online]. 2008 [cit. 2012-04-11].

Dostupné z: http://www.jablotron.cz/cz/sekce/vyrobky/zabezpeceni+objektu+1/

[9] Slovník pojmů. Ufon [online]. 2009 [cit. 2012-04-12]. Dostupné z:

http://www.ufon.cz/cz/pro-zakazniky/slovnik-pojmu/

[10] Odposlech radiomikrofonů za pomoci univerzálního FSK demodulátoru. zlín, 22.5.2009.

Diplomová práce. UTB ve Zlíně, Fakulta aplikované informatiky.

[11] Amplitude Modulation. The free dictionary [online]. 2011 [cit. 2012-04-13]. Dostupné z:

http://encyclopedia2.thefreedictionary.com/Amplitude+Modulation

[12] Modulation. Data communications [online]. 2008 [cit. 2012-04-13]. Dostupné z:

http://ironbark.bendigo.latrobe.edu.au/subjects/DC/lectures/7/

[13] KLASIFIKACE TYPU DIGITÁLNÍ MODULACE. BRNO, 21.5.2010. DIPLOMOVÁ PRÁCE.

VYSOKÉ UCENÍ TECHNICKÉ V BRNE.

[14] OOK-ASK-FSK-PSK. Wara [online]. 17.04.2012 [cit. 2012-04-17]. Dostupné z:

http://wara.com/article-818.html

[15] Wireless microphone. Electroscheme [online]. 16. 06. 2009 [cit. 2012-04-17]. Dostupné z:

http://electroscheme.org/909-radiomikrofon.html

UTB ve Zlíně, Fakulta aplikované informatiky, 2012 49

[16] Vyhledávání odposlechových prostředků s využitím detektoru nelineárních přechodů. Zlín, 19.5.2010. Vyhledávání odposlechových prostředků s využitím detektoru nelineárních přechodů. UTB ve Zlíně, Fakulta aplikované informatiky.

[17] Ochrana informací. Special service international [online]. 2008 [cit. 2012-04-19]. Dostupné z: http://www.ssi.cz/50-ochrana-informaci/61-ochrana-proti-odposlechu/

[18] Simple demonstration to explore the radio waves generated by a mobile phone. Creative-science [online]. 2010 [cit. 2012-04-20]. Dostupné z: http://www.creative-science.org.uk/mobile_LED.html

[19] Cell Phone Detector. Eeweb [online]. 2008 [cit. 2012-04-20]. Dostupné z:

http://www.eeweb.com/project/circuit_projects/cell-phone-detector

[20] MeMiTec/8GHz end-coupled, half-wavelength microstrip filter. Unimore [online].

22.04.2008 [cit. 2012-04-21]. Dostupné z:

http://www.dii.unimore.it/wiki/index.php/MeMiTec/8GHz_end-coupled,_half-wavelength_microstrip_filter

SEZNAM POUŽITÝCH SYMBOLŮ A ZKRATEK

Amplitudová modulace s jedním úplným a jedním částečným postranním pásmem.

Amplitudová modulace s nezávislými postranními pásmy.

UTB ve Zlíně, Fakulta aplikované informatiky, 2012 51

SEZNAM OBRÁZKŮ

obr. 1: amplitudová modulace [11] ... 12

obr. 2: frekvenční modulace [12] ... 13

obr. 3: fázová modulace [12] ... 14

obr. 4: Amplitudové klíčování (on off keying) [14] ... 15

obr. 5: Dvoustavové frekvenční klíčování [14] ... 16

obr. 6: Dvoustavové fázové klíčování [14] ... 17

obr. 7: schéma radiomikroskopu [15] ... 18

obr. 8: jednoduchý detektor mobilního vysílání [18] ... 20

obr. 9: detektor mobilní komunikace [19] ... 21

obr. 10: schéma detektoru mobilní komunikace [19] ... 22

obr. 11: End-Coupled, Half-Wavelength Resonator filtr[2] ... 25

obr. 13: Závislost útlumu amplitudy na frekvenci u filtru s jedním rezonátorem[2] ... 25

obr. 12: End-Coupled, Half-Wavelength Resonator filtr [20] ... 25

obr. 14: Parallel-Coupled, Half-Wavelength Resonator Filtr[2] ... 26

obr. 15: Hairpin-Line Bandpass Filtr a jeho frekvenční závislost útlumu[2] ... 26

obr. 16: kondtrukce interdigital bandpass filtru[2] ... 27

obr. 17: interdigitální bandpass filtr a jeho frekvenční závislost útlumu[2] ... 27

obr. 18: combline bandpass filtr a jeho závislost útlumu na frekvenci [2] ... 28

obr. 19: čip schottky diody[5] ... 29

obr. 20: vstupně výstupní charakteristika malosignálového detektoru[5] ... 30

obr. 21: vstupně výstupní charakteristika velkosignálového detektoru[5] ... 30

obr. 22: návrh mikropáskového pahýlu... 32

obr. 23: interdigitální filtr s 5 rezonátory ... 33

obr. 24: závislost útlumu frekvenci interdigitálního filtru s 5 rezonátory ... 35

obr. 25: schéma combline s 5 rezonátory ... 35

obr. 26: závislost útlumu na frekvenci combline s 5 rezonátory ... 36

obr. 27: závislost útlumu na frekvenci Hairpin-Line s 5 rezonátory... 37

obr. 28: vyrobený a odladěný combline s pěti rezonátory ... 39

obr. 29: fólie pro expozici combline s 5 rezonátory ... 40

obr. 30: combline s 5 rezonátory vyrobený expozicí světlocitlivé vrstvy ... 40

obr. 31: nespojité vysílání ovladače radiomikrofonu ... 43

obr. 32: obálka signálu z generátoru ... 45

SEZNAM PŘÍLOH

PŘÍLOHA P I:

MICROWARE OFFICE

PŘÍLOHA P II:

NÁVRH MIKROPÁSKOVÝCH FILTRŮ

PŘÍLOHA P III:

VÝROBA MIKROPÁSKOVÝCH FILTRŮ

PŘÍLOHA P I: MICROWARE OFFICE

PŘÍLOHA P II: NÁVRH MIKROPÁSKOVÝCH FILTRŮ

Schéma interdigitálního filtru se 7 rezonátory.

Graf interdigitálního filtru se 7 rezonátory.

Schéma Combline filtru se 7 rezonátory.

Graf závislosti útlumu na frekvenci Combline filtru se 7 rezonátory.

Schéma Hairpin-Line filtru s 5 rezonátory.

PŘÍLOHA P III: VÝROBA MIKROPÁSKOVÝCH FILTRŮ

Mikropáskový pahýl.

Ručně kreslený Combline filtru se 7 rezonátory.

Fólie pro expozici Combline se 7 rezonátory.

Combline filtr se 7 rezonátory vyrobený pomocí expozice.

In document Detekce provozu digitálních radiomikrofonů pomocí výkonového detektoru NRP-Z2 (Stránka 42-0)